论文部分内容阅读
本文通过高温固相法、溶胶-凝胶法和燃烧法合成了一系列的稀土离子掺杂的硼酸镧钙发光材料，利用XRD、SEM对其结构、粒子大小、形貌进行表征，测量了荧光粉体在VUV-vis(VUV：真空紫外，vacuum ultraviolet，energy E＞50000 cm-1，wavelength λ＜200 nm，vis：可见，visible)光范围的光谱，讨论了荧光粉体的发光特性。结果表明：
(1)Ce3+离子占据两个明显不同的格位，不同的化学形式对光谱几乎没有明显的影响。在格位Ⅰ上的最低5d轨道有最大吸收在272 nm，格位Ⅱ则在312 nm。格位Ⅰ对应的发射带为291和310 nm，格位Ⅱ对应的发射带为329和355 nm。根据基质的晶体结构，格位Ⅰ指认为La3+格位，格位Ⅱ指认为Ca2+格位。荧光寿命的测量则显示Ce3+在La3+格位上寿命为12 ns，Ca2+格位上寿命为26 ns。TRES(时间分辨光谱)测量表明Ce3+进入La3+格位的几率较大。
(2)La2CaB10O19基质中掺Eu3+近一步验证了基质中存在两种格位，荧光寿命τ=2.3 ms，样品发出强的红光，色坐标合适。Tb3+激活荧光粉的荧光寿命短(τ=2.3 ms)，符合TV显示器的理想的余辉时间要求。Dy3+激活荧光粉在174 nm有一条宽吸收带，其强度比在UV光谱中f-f跃迁带强很多。通过计算VUV-UV激发下发射光谱的色坐标发现其值进入了白光区。Pr3+离子占据基质两个格位，La2CaB10O19中pr3+在Ca2+格位上的最低5d轨道在226 nm，在La3+格位上的最低5d轨道在205 nm，在La3+格位上，pr3+离子的。1S0能级是低于La3+格位上的最低4f15d1能级；在Ca2+格位上，pr3+离子的1S0能级位于Ca2’格位上的最低的4f15d1能级内，所以荧光粉在205 nm激发能观察到光子级联发射，在225 nm激发则没有出现光子级联发射。
(3)首次采用溶胶-凝胶法在不同烧结温度下合成了La2CaB10O19:Ln(Ln=Eu，Dy,Tb)，掺Eu得到的前驱体在700℃下烧结12h便具有单一晶相。而掺Dy和Tb得到的前驱体在800℃下烧结12h可得到单一的晶相。相对于高温固相所制备出来的样品，溶胶．凝胶法制备样品具有烧结温度低，锻烧时间短，样品颗粒比较小等优点。首次采用燃烧法制备出La1.65CaEu0.35B10O19，燃烧后所得的前驱体样品在800℃下烧结1.5 h便具有很好的晶相，其颗粒比较小，随着后处理温度的提高，样品的激发和发射强度都在增强。